(57)【要約】      （修正有）【課題】数十ｎｍのエマルジョンを生成させるエマルジョン製造装置を提供する。【解決手段】複数の超音波振動子を有し、それらの超音波振動子の周波数が異なるものであり、低周波から中周波、更には高周波の組み合わせるもの。【選択図】図１
0003224587.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を有し、それらの超音波振動子の周波数が異なるものであり、低周波から中周波、更には高周波の組み合わせることを特徴とするナノエマルジョン製造装置。
【請求項２】
二種類の液体を混ぜ合わせる為の混合層を有し、その混合層に超音波振動子を挿入することでせん断を起こす工程を行うことのできる請求項１のナノエマルジョン製造装置。
【請求項３】
上記混合層を乗せることのできる板を回転させることで、自動的に各混合層の移動を行うことのできる請求項１のナノエマルジョン製造装置。
【請求項４】
混合層で生成されたナノエマルジョンを希釈する工程において、低周波の超音波振動子を用いる請求項１のナノエマルジョン製造装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本考案は、二種類の溶液による混合物を、超音波振動子を用いることでせん断しエマルジョンを作り出すことで長期的に安定化させ、更には透明化する技術を使った機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】二種類の液体を混ぜ合わせる際、撹拌羽を有する撹拌機が多く用いられてきた。撹拌羽によって二種類の液体を物理的に混ぜ合わせ、混合物を作り出した。ただ、ここで生成される混合物は、例えば水と油であれば撹拌後は、また元の状態の２層に分かれてしまう。その為には界面活性剤を加えることで、水と油を混ぜ合わせることとなってしまった。【０００３】例えば、洗浄剤の分野においては、界面活性剤を使用することで洗浄後の排出水をたれ流すこととなり、その排水が川から海に流れることでの海洋汚染につながる可能性が問題となってきている。
【先行技術文献】
【０００４】
【特許文献】
【特許文献】特開２０１８−１３５４０３  特許第６０６７１１４号  特表２０００−５０４３４４  特許出願２００９−１８２７０６
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】先行文献においては、界面活性剤を用いることでのエマルジョンを安定化させるものであり、せん断方法としても、撹拌或いは高圧力を用いるものであった。本考案と同様に超音波での乳化機は製造されているが、２０〜４０ＫＨｚ程度での波長を用いることで、せん断を行っているものであり、この方法では、形成されるエマルジョンは数百ｎｍで程度にしかならず、透明化させるとは不可能である。【０００６】本考案は数十ｎｍのエマルジョンを生成させるシステムを作ることである。
その際、二種類の異なる液体によって構成される溶液が細かくせん断され、溶液が透明化されることを目指すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本考案では３つの超音波振動子を用いる。３つの超音波振動子とは、低周波、中周波、高周波である。低周波２０〜４０ＫＨｚのもので、中周波は１ＭＨｚから２ＭＨｚのものであり、更には高周波とは２ＭＨｚ以上のものである。【０００８】これら３種類の超音波振動子を低周波、中周波、高周波の順に操作を行う。これによって、エマルジョンの粒径は最終的に数十ｎｍとなる。
【考案の効果】
【０００９】従来の技術である撹拌操作は、たとえ高速で撹拌を行って場合でも、エマルジョン粒子を細かくせん断するためには、１０時間から２４時間を要する場合があり、生産性の面からは問題点となる。その為にコストがかかりすぎ、製造される製品に原価に影響を及ぼしてしまう。本考案は三種類の超音波振動子を同時進行で行うことにより、作業性を向上させることが出来る。更に各振動子での作業時間は１０数分で可能である。また、最終工程である希釈工程においても、撹拌するのではなく、超音波振動子（低周波）で行うことにより、時間短縮を実現した。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】は二種類の液体を混合することによって、ナノエマルジョンを生成させる工程である。タンク（Ａ）とタンク（Ｂ）には異なった液体が充填され、矢印方向に各液体の混合率の割合で、混合層（Ｃ１）に注入される。混合層（Ｃ１）には低周波振動子（Ｅ１）が挿入され、第一段階のせん断を行う。せん断作業終了後、作業用プレート（Ｄ）が回転して混合層（Ｃ１）は中周波振動子（Ｅ２）の位置に移動し、第二段階のせん断作業を行う。その際、混合層（Ｃ２）はタンク（Ａ）、タンク（Ｂ）から液体を注入され、低周波振動子（Ｅ１）が挿入されることでせん断作業が行われる。更に、混合層（Ｃ１）は作業用プレート（Ｄ）が回転することで、高周波振動子（Ｅ３）の位置に移動し、高周波振動子（Ｅ３）が挿入されることにより、第三段階のせん断作業が行われる。混合層（Ｃ２）は第二段階のせん断作業を行い、混合層（Ｃ３）はタンク（Ａ）、タンク（Ｂ）からの注入が行われ、低周波振動子（Ｅ１）を挿入することで、第一段階のせん断作業が行われる。その後、混合層（Ｃ１）は作業が終了し新たな混合層と交換される。同様の作業が行われることにより、短時間での複数工程が効率よく行われる。
【図２】は生産されたナノエマルジョンを希釈する工程である。ナノエマルジョン溶液をそのまま使用する場合もあるが、希釈し用途に適した製品とする場合も多くある。その為、希釈工程が必要となる。製造されたナノエマルジョン溶液をタンク（Ｆ）に注入し、一定量をタンク（Ｈ）に流入される。その際希釈率に合わせタンク（Ｇ）から希釈のための精製水を注入する。タンク（Ｈ）では、低周波超音波振動子（Ｅ４）によって、短時間で混合することが出来る。混合物は充填口（Ｉ）より、製品容器に充填される。
【考案を実施するための形態】
【００１１】本考案でのナノエマルジョン製造装置は、短時間での作業を容易にするものである。従来の撹拌によるエマルジョンの製造は長時間の作業時間を要し、温度を高温に保つという環境が要求された。これは、溶液を構成する分子が絡み合うことによって塊となっているものをほぐす必要性から生じるものである。超音波は溶液に波を伝えることによって、このせん断を実現した。まず、低周波で大まかな部分をほぐし、更に周波数を上げることで、分子の絡みをほぐす（せん断）ことが出来た。それによって、分子の塊は数十ｎｍとなり、他の溶液とエマルジョンを形成し、透明化することが出来た。更に、エマルジョン間の分子引力であるファンデルワールス力の均衡を保つことでの安定状態を形成できた。
【実施例１】
【００１２】本考案であるナノエマルジョン製造装置を用い、大豆脂肪酸と精製水とのナノエマルジョンの製造を行った。大豆脂肪酸２０重量部と精製水８０重量部を用い、タンクに注入して、低周波、中周波、高周波の三段階でのせん断を行った。この場合、溶液ではＯ／Ｗのエマルジョンが生成し、その粒径は数十ｎｍであった。この際、溶液温度は８０℃程度まで上昇した。生成されたナノエマルジョンを２００倍とした溶液で、アンモニアでの消臭試験を行った。本溶液噴霧後、瞬時に無臭となった。また、中華料理調理後の機材に本溶液を用いて洗浄を行った。その際、油汚れはつけ置きによって洗浄することが出来た。
【産業上の利用可能性】
【００１３】本考案によるナノエマルジョン製造装置は化粧品分野、或いは洗浄剤分野にも用いることが出来る。従来これらの分野では、界面活性剤が必需品となっていたが、本考案では界面活性剤は不要であり、工業廃水、或いは家庭排水においても処理の必要はない。なぜなら構成成分はすべて天然素材より作られ、皮膚への刺激や体内での有毒性においても、全く問題とならないからである。これによって、本考案での装置は食品分野においても利用価値が高いものとなると考えられる。
【符号の説明】
【００１４】Ａは溶液を入れるタンクである。
Ｂは溶液を入れるタンクである。
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は混合層である。
Ｄは作業プレートである。
Ｅ１は低周波振動子である。
Ｅ２は中周波振動子である。
Ｅ３は高周波振動子である。
Ｅ４は低周波振動子である。
Ｆは中間製品のタンクである。
Ｇは希釈溶液のタンクである。
Ｈは混合用のタンクである。
Ｉ  は充填口である。
【図１】
0003224587.tif 000003
【図２】
0003224587.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月7日(2019.10.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の超音波振動子を有し、それらの超音波振動子の周波数が異なるものであり、低周波から中周波、更には高周波の組み合わせることを特徴とするナノエマルジョン製造装置。
【請求項２】
二種類の液体を混ぜ合わせる為の混合槽を有し、その混合槽に超音波振動子を挿入することでせん断を起こす工程を行うことのできる請求項１のナノエマルジョン製造装置。
【請求項３】
上記混合槽を乗せることのできる板を回転させることで、自動的に各混合槽の移動を行うことのできる請求項２のナノエマルジョン製造装置。
【請求項４】
混合槽で生成されたナノエマルジョンを希釈する工程において、低周波の超音波振動子を用いる請求項１のナノエマルジョン製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
【図１】は二種類の液体を混合することによって、ナノエマルジョンを生成させる工程である。タンク（Ａ）とタンク（Ｂ）には異なった液体が充填され、矢印方向に各液体の混合率の割合で、混合槽（Ｃ１）に注入される。混合槽（Ｃ１）には低周波振動子（Ｅ１）が挿入され、第一段階のせん断を行う。せん断作業終了後、作業用プレート（Ｄ）が回転して混合槽（Ｃ１）は中周波振動子（Ｅ２）の位置に移動し、第二段階のせん断作業を行う。その際、混合槽（Ｃ２）はタンク（Ａ）、タンク（Ｂ）から液体を注入され、低周波振動子（Ｅ１）が挿入されることでせん断作業が行われる。更に、混合槽（Ｃ１）は作業用プレート（Ｄ）が回転することで、高周波振動子（Ｅ３）の位置に移動し、高周波振動子（Ｅ３）が挿入されることにより、第三段階のせん断作業が行われる。混合槽（Ｃ２）は第二段階のせん断作業を行い、混合槽（Ｃ３）はタンク（Ａ）、タンク（Ｂ）からの注入が行われ、低周波振動子（Ｅ１）を挿入することで、第一段階のせん断作業が行われる。その後、混合槽（Ｃ１）は作業が終了し新たな混合槽と交換される。同様の作業が行われることにより、短時間での複数工程が効率よく行われる。
【図２】は生産されたナノエマルジョンを希釈する工程である。ナノエマルジョン溶液をそのまま使用する場合もあるが、希釈し用途に適した製品とする場合も多くある。その為、希釈工程が必要となる。製造されたナノエマルジョン溶液をタンク（Ｆ）に注入し、一定量をタンク（Ｈ）に流入される。その際希釈率に合わせタンク（Ｇ）から希釈のための精製水を注入する。タンク（Ｈ）では、低周波超音波振動子（Ｅ４）によって、短時間で混合することが出来る。混合物は充填口（Ｉ）より、製品容器に充填される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】Ａは溶液を入れるタンクである。Ｂは溶液を入れるタンクである。Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３は混合槽である。Ｄは作業プレートである。Ｅ１は低周波振動子である。Ｅ２は中周波振動子である。Ｅ３は高周波振動子である。Ｅ４は低周波振動子である。Ｆは中間製品のタンクである。Ｇは希釈溶液のタンクである。Ｈは混合用のタンクである。Ｉ  は充填口である。